浅谈EPON技术在光纤接入网中的应用

罗杰　刘元丹　龚旭龙

摘 要：由于人们对带宽的要求越来越大，通信网络也随之不断的升级，而PON技术由于其自身的优势，比如带宽高、维护起来又比较容易，而且成本投资小等等，使其在通信领域的发展越来越快。本文介绍了PON技术的组成，并以汉口花园FTTH接入网设计工程为例说明了EPON技术在光纤接入网中的应用。

关键词：PON技术 通信领域 接入网

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0009-02

Abstract：Because of the bandwidth requirement is more and more big， the communication network also will continue to upgrade， while PON technology because of its advantages， such as high bandwidth， and easy maintenance， and the cost of investment and so on，make the development more and more quickly in the field of communication. This paper introduces the composition of PON technology，and takes Hankou garden FTTH access network design project as an example to illustrate the application of EPON technology in the optical access network.

Key Words：PON Technology；Field of Communication；Access Network

随着人们对通信网络需求的增大，通信行业的用户数以及其相关的业务都呈不断增长的趋势，而宽带接入技术也正在快速地向高带宽、可管理、更经济、更方便、能提供一定服务质量的方向发展，该技术的综合化能更容易地结合不同技术的优势，更好地满足业务的发展需求，并能适应向未来网络技术的演变。

1 PON技术简介

PON技术实际是指无源光网络技术[1]（Passive Optical Network），主要包括基于ATM的宽带无源光网络（BPON/APON）、以太无源光网络（EPON）、具有比特级的无源光网络（GPON）三类，PON技术完成信号处理只需要在交换机和用户房子内，并不需要户外的有源设备。PON技术的成熟，在实现运营商的全业务运营的同时还以其效率高、网络畅通等优势获得了很好的评价。

2 PON技术的分类及组成

2.1 PON技术的分类

PON包含了APON、BPON、GPON和EPON，其中APON，BPON和GPON是 ITU-T标准，而EPON是IEEE标准。目前EPON主要是用最简单的技术为大多数的主流业务提供足够的功能和性能支持，而GPON则是用复杂的方式为全部的业务提供完美的功能和性能的支持。

2.2 PON技术的组成

PON系统主要是由三个部分组成（见图1），包括光线路终端（OLT）、光分布网络（ODN）、光网络单元（ONU）。

其中，光线路终端（OLT）在承载各种业务信号汇聚并送入接入部分以便向终端用户传输的同时还需要将来自终端用户的信号按照各种不同的业务进行分类然后分别送入到各个不同的业务网中。光分布网络（ODN）则是在OLT和ONU之间提供一种光传输手段，ODN有四种不同的结构：星型、树型、总线型以及环型。光网络单元（ONU）在组成中的作用是负责与光线路终端（OLT）之间的信息互通，并且可以通过内置或者是外挂用户网络接口设备的方式提供用户接入。

PON系统的接口包括了数据下行和数据上行，在数据下行时，OLT可以随时发送数据给任意的ONU，在上行方向，OLT在同一时间只能接收一个ONU的数据，如果两个ONU同时向OLT发送数据，则OLT不能正确接收数据（ONU发送冲突）。在数据上行时，把光纤的占用按照一定的时间长度分成时段，在每一个时段，只有一台ONU则关闭激光器，OLT通过发送控制数据包指定ONU发送数据的时段（见图2）。

随着宽带业务的不断快速发展，EPON 技术相对来说比较稳定，其对于IPTV、宽带上网或者是VoIP等各种各样的宽带业务目前已经基本上能够满足需求。虽然GPON技术在各个方面也具有一定的优势，而且OAM功能和其保护机制也相对来说比较完善，也能够支持TDM业务承载[2]，但是由于其技术的复杂以及成本相对较高实现起来比较困难，因此，目前还是以EPON技术来实现宽带光纤的接入。

3 武汉汉口花园小区EPON光纤接入网设计

3.1 接入方式的选择

汉口花园小区拟通过EPON技术解决汉口花园二期用户的语音、数据业务需求，采用FTTH的建设模式[3]。汉口花园采用的EPON技术具有以下的优点[4]。

第一，高宽带：以太网无源光网络（EPON）可以提供上下行对称1.25 Gbit/s的带宽，并且可以升级至10 Gbit/s。

第二，成本低：以太网无源光网络（EPON）采用的是PON结构，使网络中的光纤和光器件都大大的减少，不仅降低了设备成本而且使维护成本也随之降低。

第三，服务的范围大：以太网无源光网络（EPON）技术是一种点到多点的网络，比较节省CO资源，覆盖的用户范围比较大，达到10～20 km。

3.2 接入网的结构设计

3.2.1 汉口花园小区信息图endprint

汉口花园小区内共有22栋，共58个单元。覆盖用户规模1046户。汉口花园小区网络系统总图如图4所示。

3.2.2 EPON传输的原理

EPON的传输分为上行和下行，这两种数据传输方式是完全不同的，根据图2下行方向采用的是广播的方式，运用TDM时分复用技术分配给PON上的ONU。当OLT启动后，它会周期性地在各端口上广播允许接入的时隙允许接入信息，ONU接到信息后发起注册请求，继而OLT对ONU进行认证，允许合法的ONU接入，并给ONU分配一个唯一的逻辑链路标识，当信号传到ONU时，ONU根据逻辑链路标识在物理层上做出判断，只接收给它的数据帧。而根据图3上行方向采用的是时分多址接入技术，分时隙给各个ONU传输上行数据流，来自各个ONU的多种业务信息根据各自分配到的时隙，互不干扰地通过ODN无源光分器耦合到同一根光纤，最后送达OLT接收头端，此种传输方式中各个ONU的上行数据不会相互干扰[5]。

EPON系统具有有效的带宽控制、点对多点以及优先权处理等多方面优势，早传输机制上，通过MAC控制命令来控制和优化各个ONU和OLT之间突发性数据通信和实时的TDM通信，通过在MAC层来确保服务质量。

3.3 汉口花园小区设备选型

由于汉口花园位于江汉区后湖大道上，由22栋多层住宅楼组成，用户总计1046户，根据设计方案，采用烽火型号AN5516-01的OLT设备FTTH方式解决用户语音及数据需求。根据用户数分布特点，考虑在汉口花园新建一个落地式288芯二级光交覆盖整个小区，从汉口花园机房布放接入光缆至汉口花园新立二级光交，采用二级分光方式，小区楼栋内共计安装35套1∶16光分路器、23套1∶8光分路器，接入汉口花园新立288芯落地式光交箱内，新立288芯光交接箱新建3套1∶8分光器、9套1∶4分光器，总光分比达到1∶64，共计配置二级分光端口744个。

4 结论

随着现代信息技术的不断更新升级，FTTH作为宽带接入领域的新兴热点技术倍受运营商的瞩目，而EPON技术则以其成熟度高，成本低等优势，成为了FTTH的首选方案，基于千兆以太网的宽带无源光网络系统（EPON）是当代网络技术发展的必然结果。

参考文献

[1] 徐晓军，李立刚.PON在宽带光接入网络中的应用[J].通信管理与技术，2006（6）.

[2] 毛京丽.宽带IP网络[M].人民邮电出版社，2010.

[3] 廖海明.EPON技术在驻地网建设中的运用[J].信息网络，2006（6）：43-47.

[4] 柏小强.EPON技术在有线网络宽带数据业务中的应用[J].中国有线电视，2007（6）：550-554.

[5] 张中荃.接入网技术[M].人民邮电出版社，2009.

[6] EPON设备使用手册[Z].烽火通信科技股份有限公司.endprint

汉口花园小区内共有22栋，共58个单元。覆盖用户规模1046户。汉口花园小区网络系统总图如图4所示。

3.2.2 EPON传输的原理

EPON的传输分为上行和下行，这两种数据传输方式是完全不同的，根据图2下行方向采用的是广播的方式，运用TDM时分复用技术分配给PON上的ONU。当OLT启动后，它会周期性地在各端口上广播允许接入的时隙允许接入信息，ONU接到信息后发起注册请求，继而OLT对ONU进行认证，允许合法的ONU接入，并给ONU分配一个唯一的逻辑链路标识，当信号传到ONU时，ONU根据逻辑链路标识在物理层上做出判断，只接收给它的数据帧。而根据图3上行方向采用的是时分多址接入技术，分时隙给各个ONU传输上行数据流，来自各个ONU的多种业务信息根据各自分配到的时隙，互不干扰地通过ODN无源光分器耦合到同一根光纤，最后送达OLT接收头端，此种传输方式中各个ONU的上行数据不会相互干扰[5]。

EPON系统具有有效的带宽控制、点对多点以及优先权处理等多方面优势，早传输机制上，通过MAC控制命令来控制和优化各个ONU和OLT之间突发性数据通信和实时的TDM通信，通过在MAC层来确保服务质量。

3.3 汉口花园小区设备选型

由于汉口花园位于江汉区后湖大道上，由22栋多层住宅楼组成，用户总计1046户，根据设计方案，采用烽火型号AN5516-01的OLT设备FTTH方式解决用户语音及数据需求。根据用户数分布特点，考虑在汉口花园新建一个落地式288芯二级光交覆盖整个小区，从汉口花园机房布放接入光缆至汉口花园新立二级光交，采用二级分光方式，小区楼栋内共计安装35套1∶16光分路器、23套1∶8光分路器，接入汉口花园新立288芯落地式光交箱内，新立288芯光交接箱新建3套1∶8分光器、9套1∶4分光器，总光分比达到1∶64，共计配置二级分光端口744个。

4 结论

随着现代信息技术的不断更新升级，FTTH作为宽带接入领域的新兴热点技术倍受运营商的瞩目，而EPON技术则以其成熟度高，成本低等优势，成为了FTTH的首选方案，基于千兆以太网的宽带无源光网络系统（EPON）是当代网络技术发展的必然结果。

参考文献

[1] 徐晓军，李立刚.PON在宽带光接入网络中的应用[J].通信管理与技术，2006（6）.

[2] 毛京丽.宽带IP网络[M].人民邮电出版社，2010.

[3] 廖海明.EPON技术在驻地网建设中的运用[J].信息网络，2006（6）：43-47.

[4] 柏小强.EPON技术在有线网络宽带数据业务中的应用[J].中国有线电视，2007（6）：550-554.

[5] 张中荃.接入网技术[M].人民邮电出版社，2009.

[6] EPON设备使用手册[Z].烽火通信科技股份有限公司.endprint

汉口花园小区内共有22栋，共58个单元。覆盖用户规模1046户。汉口花园小区网络系统总图如图4所示。

3.2.2 EPON传输的原理

EPON的传输分为上行和下行，这两种数据传输方式是完全不同的，根据图2下行方向采用的是广播的方式，运用TDM时分复用技术分配给PON上的ONU。当OLT启动后，它会周期性地在各端口上广播允许接入的时隙允许接入信息，ONU接到信息后发起注册请求，继而OLT对ONU进行认证，允许合法的ONU接入，并给ONU分配一个唯一的逻辑链路标识，当信号传到ONU时，ONU根据逻辑链路标识在物理层上做出判断，只接收给它的数据帧。而根据图3上行方向采用的是时分多址接入技术，分时隙给各个ONU传输上行数据流，来自各个ONU的多种业务信息根据各自分配到的时隙，互不干扰地通过ODN无源光分器耦合到同一根光纤，最后送达OLT接收头端，此种传输方式中各个ONU的上行数据不会相互干扰[5]。

EPON系统具有有效的带宽控制、点对多点以及优先权处理等多方面优势，早传输机制上，通过MAC控制命令来控制和优化各个ONU和OLT之间突发性数据通信和实时的TDM通信，通过在MAC层来确保服务质量。

3.3 汉口花园小区设备选型

由于汉口花园位于江汉区后湖大道上，由22栋多层住宅楼组成，用户总计1046户，根据设计方案，采用烽火型号AN5516-01的OLT设备FTTH方式解决用户语音及数据需求。根据用户数分布特点，考虑在汉口花园新建一个落地式288芯二级光交覆盖整个小区，从汉口花园机房布放接入光缆至汉口花园新立二级光交，采用二级分光方式，小区楼栋内共计安装35套1∶16光分路器、23套1∶8光分路器，接入汉口花园新立288芯落地式光交箱内，新立288芯光交接箱新建3套1∶8分光器、9套1∶4分光器，总光分比达到1∶64，共计配置二级分光端口744个。

4 结论

随着现代信息技术的不断更新升级，FTTH作为宽带接入领域的新兴热点技术倍受运营商的瞩目，而EPON技术则以其成熟度高，成本低等优势，成为了FTTH的首选方案，基于千兆以太网的宽带无源光网络系统（EPON）是当代网络技术发展的必然结果。

参考文献

[1] 徐晓军，李立刚.PON在宽带光接入网络中的应用[J].通信管理与技术，2006（6）.

[2] 毛京丽.宽带IP网络[M].人民邮电出版社，2010.

[3] 廖海明.EPON技术在驻地网建设中的运用[J].信息网络，2006（6）：43-47.

[4] 柏小强.EPON技术在有线网络宽带数据业务中的应用[J].中国有线电视，2007（6）：550-554.

[5] 张中荃.接入网技术[M].人民邮电出版社，2009.

[6] EPON设备使用手册[Z].烽火通信科技股份有限公司.endprint